22/01/2014 - Projet INNOPHOTO pour l'élimination des polluants atmosphériques

Menéame

Le Groupe de traitement photocatalytique des polluants atmosphériques, FOTOAIR, qui relève de la Division des énergies renouvelables du CIEMAT, dirige le projet INNOFOTO, Photocatalyseurs d’étanchéité alternatifs pour le traitement de l’air contaminé.

L’objectif de ce projet est le développement de matériaux Très efficaces en ce qui concerne l’immobilisation élimination des polluants dans l’air. Il s’agit d’un projet multidisciplinaire financé par le ministère de l’Economie et de la compétitivité pour les jeunes chercheurs, auquel participent le Instituto de Catálisis y Petroleochimique (ICP-CSIC), la Université polytechnique de Madrid (ETSI-Montes, EUITI) et Centre technologique LEITAT.

Qualité de l’air. Projet Innophoto

La qualité de l’air que nous respirons est aussi importante que l’eau que nous consommons quotidiennement. Étant donné qu’une personne moyenne inhale environ 500 l à chaque respiration et qu’elle respire environ douze fois en ce temps, la quantité d’air que nous respirons atteint 21 000 l par jour.

La qualité de l’air est diminuée par la présence de substances nocives (composés organiques volatils, oxydes d’azote, particules en suspension, etc.) résultant de l’activité anthropique. Il est donc nécessaire de proposer des technologies efficaces et économiquement viables pour rétablir la qualité de l’air.

Dans le projet INNOFOTO Le procédé avancé d’oxydation (APP, Advanced Oxidation Processes) est utilisé comme photocatalyse pour l’élimination des composés nocifs pour la santé et l’environnement. Cette technologie est basée sur l’utilisation de matériaux photoactifs, capables de promouvoir la formation du couple électron-huécum, lorsqu'ils sont excités avec des rayons UV-vis de longueur d’onde appropriée. Ces paires électron-huée donnent naissance à des espèces hautement oxydantes, capables de minéraliser les contaminants à des substances inoffensives. L’oxyde de titane est considéré comme le matériau photocatalytique par excellence et est celui qui a été sélectionné pour le développement de ce projet.

Convaincu que les réacteurs utilisés sont basés sur systèmes de lit fluidisé, où les particules de photocatalyse sont suspendues dans le fluide à traiter. Ce type de configuration nécessite l’installation de systèmes de filtration coûteux pour récupérer le catalyseur du fluide et éviter la présence de particules dans l’air, en accélérant énormément le processus global. Par conséquent, l’un des défis les plus importants que nous rencontrons pour mettre en œuvre cette technologie à l’échelle industrielle est le développement de systèmes immobilisés dans des structures facilement manipulables de type panneau, cylindres ou monolito.

Ce projet ambitieux aborde l’étude de différents substrats, depuis matériaux polymériques transparents aux rayons UV (ultraviolet), jusqu'à des systèmes hybrides bi-fonctionnels basés sur des adsorbants de nature différente et un photocatalyseur. L’utilisation de matériaux polymériques transparents aux rayonnements, comme substituts du verre, est une tâche qui s’occupe du groupe FOTOAIR depuis plusieurs années. Sa légèreté, sa manipulation facile et son faible coût, sont d’autres propriétés qui les rendent très attrayants pour leur utilisation comme supports; cependant, obtenir une bonne adhérence du film photoactif sur un substrat de nature hydrophobe, est l’un des défis posés dans le projet.

Le traitement des surfaces par technologie plasma, en collaboration avec l’Université Polytechnique de Madrid et le Centre Technologique Leitat, vise à promouvoir l’adhérence du revêtement. Par ailleurs, la combinaison de matériaux photoactifs avec des matériaux à haute capacité d’abrasion (matériaux micro, méso et macroporeux) donne lieu à des matériaux avec de meilleures propriétés en termes d’efficacité photocatalytique et de sélectivité à des composés sans danger. Ces systèmes permettent de traiter plus de volume de gaz à concentration variable de polluant ou de mélange complexe de gaz en ouvrant l’éventail des possibilités au traitement de l’air intérieur.

L’incorporation de l’oxyde de titane dans le substrat de façon à ce qu’il ait une bonne interaction avec lui, sans perdre ses propriétés photocatalytiques est l’un des points clés du projet. En outre, il est prévu d’établir un effet synergique entre adsorbant et photocatalyseur. Pour ce faire, le CIEMAT a la collaboration de l’Institut de Catalysie et de Petroleochimie (CSIC). L’utilisation de rayonnements solaires pour utiliser une source d’énergie renouvelable en tant que source de rayonnement est un autre aspect essentiel du projet. Les résultats obtenus jusqu'à présent sont très prometteurs, ce qui permet de concevoir des matériaux en fonction des caractéristiques des polluants à traiter.

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CIEMAT

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